Od industrializácie lítium-iónových batérií v roku 1991 je grafit dominantným materiálom záporných elektród pre batérie.Lítiumtitanát, ako nový typ materiálu zápornej elektródy pre lítium-iónové batérie, si získal pozornosť koncom 90. rokov minulého storočia vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu.Napríklad materiály titaničitanu lítneho si môžu počas vkladania a odstraňovania lítiových iónov zachovať vysoký stupeň stability vo svojej kryštálovej štruktúre s minimálnymi zmenami mriežkových konštánt (zmena objemu
Tento materiál elektródy s „nulovým napätím“ výrazne predlžuje životnosť lítium-titanátových batérií.Lítiumtitanát má unikátny trojrozmerný lítium-iónový difúzny kanál so spinelovou štruktúrou, ktorý má výhody ako vynikajúce výkonové charakteristiky a vynikajúci výkon pri vysokých a nízkych teplotách.V porovnaní s materiálmi uhlíkovej negatívnej elektródy má titaničitan lítny vyšší potenciál (o 1,55 V vyšší ako kovové lítium), čo vedie k tomu, že vrstva tuhá látka-kvapalina zvyčajne rastie na povrchu elektrolytu a uhlíková negatívna elektróda sa nevytvára na povrchu titaničitanu lítneho. .
Ešte dôležitejšie je, že pre lítne dendrity je ťažké vytvárať na povrchu titaničitanu lítneho v rozsahu napätia bežného používania batérie.To do značnej miery eliminuje možnosť skratov vytvorených lítiovými dendritmi vo vnútri batérie.Bezpečnosť lítium-iónových batérií s lítium-titanátom ako zápornou elektródou je teda v súčasnosti najvyššia spomedzi všetkých typov lítium-iónových batérií, ktoré autor videl.
Väčšina odborníkov z priemyslu počula, že životnosť lítiovej batérie nahradzujúcej grafit ako materiál zápornej elektródy môže dosiahnuť desaťtisíckrát, čo je oveľa viac ako pri bežných tradičných lítium-iónových batériách, a zanikne už po niekoľkých tisíckach cyklov. .
Vzhľadom na skutočnosť, že väčšina profesionálnych profesionálov na lítium-iónové batérie nikdy skutočne nezačala vyrábať lítium-titanátové batérie, alebo ich vyrobila len niekoľkokrát a skončila unáhlene, keď narazili na ťažkosti.Nemohli sa teda upokojiť a dôkladne sa zamyslieť nad tým, prečo väčšina dokonale vyrobených tradičných lítium-iónových batérií môže dosiahnuť životnosť len 1000-2000 cyklov nabíjania a vybíjania?
Batéria.jpg
Je základným dôvodom krátkej životnosti tradičných lítium-iónových batérií jedna z ich základných zložiek – trápna záťaž grafitovej zápornej elektródy?Akonáhle je grafitová negatívna elektróda nahradená zápornou elektródou z lítium-titanátu spinelového typu, v podstate identický chemický systém lítium-iónovej batérie môže byť cyklovaný desaťtisíc alebo dokonca stotisíckrát.
Navyše, keď veľa ľudí hovorí o nízkej energetickej hustote lítium-titanátových batérií, prehliadajú jednoduchý, ale dôležitý fakt: ultra dlhý cyklus životnosti, mimoriadnu bezpečnosť, vynikajúce výkonové charakteristiky a dobrú hospodárnosť lítium-titanátových batérií.Tieto vlastnosti budú dôležitým základným kameňom pre vznikajúci veľkokapacitný priemysel skladovania lítium-iónovej energie.
V poslednom desaťročí zaznamenal výskum technológie lítium-titanátových batérií na domácom aj medzinárodnom poli rozmach.Jeho priemyselný reťazec možno rozdeliť na prípravu lítiumtitanátových materiálov, výrobu lítiumtitanátových batérií, integráciu lítiumtitanátových batériových systémov a ich aplikácie na trhoch s elektrickými vozidlami a skladovaním energie.
1. Materiál titaničitan lítny
V medzinárodnom meradle existujú popredné spoločnosti vo výskume a industrializácii materiálov lítiumtitanátu, ako napríklad Oti Nanotechnology zo Spojených štátov, Ishihara Industries z Japonska a Johnson&Johnson zo Spojeného kráľovstva.Medzi nimi materiál titaničitanu lítneho vyrobený z amerického titánu má vynikajúci výkon, pokiaľ ide o rýchlosť, bezpečnosť, dlhú životnosť a vysoké a nízke teploty.Avšak v dôsledku príliš zdĺhavých a presných výrobných metód sú výrobné náklady relatívne vysoké, čo sťažuje komercializáciu a propagáciu.
Čas odoslania: 14. marca 2024